| 题名 | 基于SOPC的红外焦平面系统成像电路及处理算法研究 |
| 作者 | 庞玉林 |
| 答辩日期 | 2010-06-03 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 丁瑞军 |
| 关键词 | 红外焦平面 成像系统 非均匀性校正 红外图像增强 Fpga Sopc Nios Ii |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 红外成像技术是当今世界发达国家大力发展的新兴高科技之一，在航天、民用以及信息技术等领域发挥了重要作用，其核心是红外焦平面探测器及其图像信号处理。由于红外材料和工艺技术的特殊性，红外焦平面探测器存在非均匀性和无效像元的影响。因此提高探测器本身性能的同时，提高其成像系统的电子学性能、简化图像处理系统结构、加强红外图像处理算法的研究，对于红外成像技术的发展具有重要的现实意义。本课题针对凝视型红外焦平面研究设计了相应的成像电子学系统，系统采用可编程片上系统（SOPC）开发方法，在单片FPGA内嵌入Altera Nios II高性能软核处理器以代替DSP完成相关功能，以更少的元件、更小的体积、更低的功耗和更高效的开发方式，取代了应用广泛但集成度更低的DSP + FPGA系统结构，为红外焦平面成像系统的研制开发提供了新颖的思路和一定参考价值。课题研究、设计和制作了相应的电子电路硬件，为SOPC提供了所需的芯片设备和工作环境，为探测器及读出电路驱动脉冲/偏置电压提供、模拟信号放大读出、模/数转换、红外图像非均匀性校正和增强、数/模转换、图像输出等一系列功能的实现提供了良好的硬件平台。课题开展了红外图像处理算法的深入研究。通过非均匀性校正算法和红外图像增强算法两个部分的调研评估和编程试验，最终确定了两点线性校正算法、中值滤波算法和动态线性拉伸算法的处理流程，实验中展现了非常有效的处理效果。其中动态线性拉伸算法为研究中提出的新型改进算法，具备根据每帧红外图像自动判断其灰度范围的功能，且非常适于硬件实时实现，课题中已使用Verilog HDL硬件描述实现。借助Altera公司提供的SOPC开发环境，课题完成了SOPC的硬件构建以及Nios II的非均匀性校正部分的软件编写，最终的调试实验显示系统运行良好，红外图像的处理效果明显，并给出了评估和展望。 |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5230]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 庞玉林. 基于SOPC的红外焦平面系统成像电路及处理算法研究[D]. 中国科学院研究生院. 2010. |
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